1625914892-87304ba273974eff372da046ba2bc5da (843828), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

В схемах виртуальной памяти у процесса создается иллюзия того, что вся необходимая емуинформация имеется в основной памяти. Для этого:1. Занимаемая процессом память разбивается на несколько частей, например страниц.2. Логический адрес (логическая страница), к которому обращается процесс, динамическитранслируется в физический адрес (физическую страницу).3.

В тех случаях, когда страница, к которой обращается процесс, не находится в физическойпамяти, нужно организовать ее подкачку с диска. Для контроля наличия страницы в памяти вводится специальный бит присутствия, входящий в состав атрибутов страницы втаблице страниц.14) Преимущества использования виртуальной памяти. Программа не ограничена объемом физической памяти. Упрощается разработка программ, поскольку можно задействовать большие виртуальные пространства, не заботясь оразмере используемой памяти. Поскольку появляется возможность частичного помещения программы (процесса) в память и гибкого перераспределения памяти между программами, можно разместить в памяти больше программ, что увеличивает загрузку процессора и пропускную способностьсистемы. Объем ввода-вывода для выгрузки части программы на диск может быть меньше, чем вварианте классического свопинга, в итоге каждая программа будет работать быстрее. Обеспечивается контроль доступа к отдельным сегментам памяти и, в частности, защитупользовательских программ друг от друга и защиту ОС от пользовательских программ.15) Структура таблицы страниц виртуальной памяти.Виртуальный адрес состоит из виртуального номера страницы и смещения.

Номер записи в таблице страниц соответствует номеру виртуальной страницы.Из этой записи в таблице страниц находится номер кадра для данной виртуальной страницы,затем прибавляется смещение и формируется физический адрес.Кроме того запись в таблице страниц содержит информацию об атрибутах страницы: биты присутствия; бит защиты (например, 0 – read/write, 1 – read only...); бит модификации (устанавливается, если содержимое страницы модифицировано, ипозволяет контролировать необходимость перезаписи страницы на диск); бит ссылки (помогает выделить малоиспользуемые страницы); бит, разрешающий кэширование; …16) Организация многоуровневых таблиц страниц виртуальной памяти.Для того чтобы избежать размещения в памяти огромной таблицы, ее разбивают на ряд фрагментов.

В оперативной памяти хранят лишь некоторые, необходимые для конкретного момента исполнения фрагменты таблицы страниц. В силу свойства локальности число таких фрагментовотносительно невелико.Наиболее распространенный способ разбиения страниц на части – организация так называемоймногоуровневой таблицы страниц. Для примера рассмотрим двухуровневую таблицу с размеромстраниц 4 Кбайт, реализованную в 32-разрядной архитектуре Intel.17) Принципы функционирования ассоциативной памяти.Поиск номера кадра, соответствующего нужной странице, в многоуровневой таблице страництребует нескольких обращений к основной памяти, поэтому занимает много времени.В соответствии со свойством локальности большинство программ в течение некоторого промежутка времени обращаются к небольшому количеству страниц, поэтому активно используетсятолько небольшая часть таблицы страниц.Естественное решение проблемы ускорения – снабдить компьютер аппаратным устройством дляотображения виртуальных страниц в физические без обращения к таблице страниц, то естьиметь небольшую, быструю кэш-память, хранящую необходимую на данный момент часть таблицы страниц.Это устройство называется ассоциативной памятью, иногда также употребляют термин буферпоиска трансляции (translation lookaside buffer – TLB).Одна запись таблицы в ассоциативной памяти (один вход) содержит информацию об однойвиртуальной странице: ее атрибуты и кадр, в котором она находится.

Эти поля в точности соответствуют полям в таблице страниц.Конструкция ассоциативной памяти должна организовывать записи таким образом, чтобы можно было принять решение о том, какая из старых записей должна быть удалена при внесении новых.Число удачных поисков номера страницы в ассоциативной памяти по отношению к общемучислу поисков называется hit (совпадение) ratio (пропорция, отношение).

Таким образом, hit ratio– часть ссылок, которая может быть сделана с использованием ассоциативной памяти. Обращение к одним и тем же страницам повышает hit ratio. Чем больше hit ratio, тем меньше среднеевремя доступа к данным, находящимся в оперативной памяти.Лекция №4. Файловые системы1) Определение файла.Файл - именованная часть пространства на носителе информации.Файлы предназначены для хранения информации на внешних носителях, то есть принято, чтоинформация, записанная, например, на диске, должна находиться внутри файла.2) Определение файловой системы.Файловая система - это часть операционной системы, назначение которой состоит в том, чтобыорганизовать эффективную работу с данными, хранящимися во внешней памяти, и обеспечитьпользователю удобный интерфейс при работе с такими данными.1.2.3.4.5.6.3) Основные функции файловой системы.Идентификация файловРаспределение внешней памяти между файламиОбеспечение надежности и отказоустойчивостиОбеспечение защиты от НСДОбеспечение совместного доступа к файламОбеспечение высокой производительности4) Схема физического устройства жесткогодиска.5) Из каких компонентов состоит физической адрес ячейки памяти на жестком диске?Ячейки памяти имеют адрес (порядковый номер, число) по которому к ним могут обращатьсякоманды процессора.Существуют две другие схемы организации виртуальной памяти: сегментная и сегментностраничная.

При использовании метода сегментно-страничной организации ВП, пользовательские программы разбиваются на отдельные массивы. Эти массивы независимые участки называются сегментами. При сегментной организации виртуальный адрес является двумерным и состоит из двух полей - номера сегмента и смещения внутри сегмента.Сегментно-страничная организация памяти требует более сложной аппаратурно-программнойорганизации. Адрес ячейки в данном случае складывается из 3х частей: первая содержит номерсамого сегмента (Segment), по этому номеру машина обращается к сегментной таблице.

Втораячасть адреса содержит номер искомой страницы (page), которая находится внутри выбранногосегмента и третья смещение (length), по которому находится требуемый адрес.6) Чем отличается сектор от блока с точки зрения файловых систем.Диск (физический уровень) разбивается на дорожки и секторы - 512-байтные области.В FAT (таблице размещения файлов) место для файлов выделяется блоками, которые состоят изцелого числа секторов и называются кластерами.Файл состоит из физических записей - блоков. Блок - наименьшая единица данных, которойвнешнее устройство обменивается с оперативной памятью.7) Из чего состоит Master Boot Record?Главная загрузочная запись (англ. master boot record, MBR) — это код и данные, необходимыедля загрузки операционной системы (ОС), и расположенные в первых физических секторах (чаще всего в самом первом) на жёстком диске или другом устройстве хранения информации.

MBRсодержит небольшой фрагмент исполняемого кода, таблицу разделов (partition table) и специальную сигнатуру.8) Как используется Master Boot Record при загрузке ОС?Цель MBR — ещё не загрузка ОС, а всего лишь выбор, «с какого раздела жёсткого диска следуетзагружать ОС». На стадии MBR происходит выбор раздела диска и ничего более. Загрузка самойОС происходит на более поздних этапах.Потенциальное наличие нескольких загрузочных разделов, среди которых необходимо осуществить выбор — это ключевой момент в необходимости появления и отработки MBR.

Дляустройств с единственным (или однозначно заданным) загрузочным разделом концепция MBRлишена смысла и не используется.9)Из каких основных логических подсистем состоит файловая система?СуперблокаСтруктуры данных, описывающие свободное дисковое пространствоМассива индексных узловБлоков данных файлов10) Перечислить методы выделения дискового пространства. Выделение непрерывной последовательности блоков Связный список Таблица отображения файлов Индексные узлы11) Достоинства и недостатки выделения дискового пространства в виде связного списка.Внешняя фрагментация - основная проблема рассмотренного выше метода - может быть устранена за счет представления файла в виде связного списка блоков диска.

Запись в директории содержит указатель на первый и последний блоки файла (иногда в качестве варианта используетсяспециальный знак конца файла - EOF). Каждый блок содержит указатель на следующий блокВнешняя фрагментация для данного метода отсутствует. Любой свободный блок можетбыть использован для удовлетворения запроса. Заметим, что нет необходимости декларироватьразмер файла в момент создания.Файл может расти неограниченно.Недостатки: Во-первых, при прямом доступе кфайлу для поиска i-го блоканужно осуществить несколькообращений к диску, последовательно считывая блоки от 1до i-1, то есть выборка логически смежных записей, которыезанимают физически несмежные секторы, может требовать много времени. Здесь мы теряемвсе преимущества прямого доступа к файлу. Во-вторых, данный способ не очень надежен.

Наличие дефектного блока в списке приводит кпотере информации в оставшейся части файла и потенциально к потере дискового пространства, отведенного под этот файл. Наконец, для указателя на следующий блок внутри блока нужно выделить место, что не всегдаудобно. Емкость блока, традиционно являющаяся степенью двойки (многие программы читают и пишут блоками по степеням двойки), таким образом, перестает быть степенью двойки, так как указатель отбирает несколько байтов.Поэтому метод связного списка обычно в чистом виде не используется.12) Как организуется хранение файлов методом «таблица отображения файлов»?Одним из вариантов предыдущего способа является хранение указателей не в дисковых блоках, ав индексной таблице в памяти, которая называется таблицей отображения файлов (FAT - fileallocation table).

Этой схемы придерживаются многие ОС (MS-DOS, OS/2, MS Windows и др.)По-прежнему существенно, что запись в директории содержиттолько ссылку на первый блок. Далее при помощи таблицы FATможно локализовать блоки файла независимо от его размера. В техстроках таблицы, которые соответствуют последним блокам файлов, обычно записывается некоторое граничное значение, напримерEOF.Главное достоинство данного подхода состоит в том, что по таблицеотображения можно судить о физическом соседстве блоков, располагающихся на диске, и при выделении нового блока можно легконайти свободный блок диска, находящийся поблизости от другихблоков данного файла.

Характеристики

Список файлов лекций